Metamath Proof Explorer


Theorem modmuladdim

Description: Implication of a decomposition of an integer into a multiple of a modulus and a remainder. (Contributed by AV, 14-Jul-2021)

Ref Expression
Assertion modmuladdim ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( ( ๐ด mod ๐‘€ ) = ๐ต โ†’ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ๐ด = ( ( ๐‘˜ ยท ๐‘€ ) + ๐ต ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 zre โŠข ( ๐ด โˆˆ โ„ค โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ )
2 modelico โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( ๐ด mod ๐‘€ ) โˆˆ ( 0 [,) ๐‘€ ) )
3 1 2 sylan โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( ๐ด mod ๐‘€ ) โˆˆ ( 0 [,) ๐‘€ ) )
4 3 adantr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„+ ) โˆง ( ๐ด mod ๐‘€ ) = ๐ต ) โ†’ ( ๐ด mod ๐‘€ ) โˆˆ ( 0 [,) ๐‘€ ) )
5 eleq1 โŠข ( ( ๐ด mod ๐‘€ ) = ๐ต โ†’ ( ( ๐ด mod ๐‘€ ) โˆˆ ( 0 [,) ๐‘€ ) โ†” ๐ต โˆˆ ( 0 [,) ๐‘€ ) ) )
6 5 adantl โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„+ ) โˆง ( ๐ด mod ๐‘€ ) = ๐ต ) โ†’ ( ( ๐ด mod ๐‘€ ) โˆˆ ( 0 [,) ๐‘€ ) โ†” ๐ต โˆˆ ( 0 [,) ๐‘€ ) ) )
7 4 6 mpbid โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„+ ) โˆง ( ๐ด mod ๐‘€ ) = ๐ต ) โ†’ ๐ต โˆˆ ( 0 [,) ๐‘€ ) )
8 simpll โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„+ ) โˆง ๐ต โˆˆ ( 0 [,) ๐‘€ ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ค )
9 simpr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„+ ) โˆง ๐ต โˆˆ ( 0 [,) ๐‘€ ) ) โ†’ ๐ต โˆˆ ( 0 [,) ๐‘€ ) )
10 simpr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„+ ) โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„+ )
11 10 adantr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„+ ) โˆง ๐ต โˆˆ ( 0 [,) ๐‘€ ) ) โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„+ )
12 modmuladd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐ต โˆˆ ( 0 [,) ๐‘€ ) โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( ( ๐ด mod ๐‘€ ) = ๐ต โ†” โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ๐ด = ( ( ๐‘˜ ยท ๐‘€ ) + ๐ต ) ) )
13 8 9 11 12 syl3anc โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„+ ) โˆง ๐ต โˆˆ ( 0 [,) ๐‘€ ) ) โ†’ ( ( ๐ด mod ๐‘€ ) = ๐ต โ†” โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ๐ด = ( ( ๐‘˜ ยท ๐‘€ ) + ๐ต ) ) )
14 13 biimpd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„+ ) โˆง ๐ต โˆˆ ( 0 [,) ๐‘€ ) ) โ†’ ( ( ๐ด mod ๐‘€ ) = ๐ต โ†’ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ๐ด = ( ( ๐‘˜ ยท ๐‘€ ) + ๐ต ) ) )
15 14 impancom โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„+ ) โˆง ( ๐ด mod ๐‘€ ) = ๐ต ) โ†’ ( ๐ต โˆˆ ( 0 [,) ๐‘€ ) โ†’ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ๐ด = ( ( ๐‘˜ ยท ๐‘€ ) + ๐ต ) ) )
16 7 15 mpd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„+ ) โˆง ( ๐ด mod ๐‘€ ) = ๐ต ) โ†’ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ๐ด = ( ( ๐‘˜ ยท ๐‘€ ) + ๐ต ) )
17 16 ex โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( ( ๐ด mod ๐‘€ ) = ๐ต โ†’ โˆƒ ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ๐ด = ( ( ๐‘˜ ยท ๐‘€ ) + ๐ต ) ) )